柳江盆地亮甲山礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)方案研究

劉亞軍，郝文輝，張顯，貢長(zhǎng)青

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北秦皇島066001）

柳江盆地亮甲山礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)方案研究

劉亞軍，郝文輝，張顯，貢長(zhǎng)青

（河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北秦皇島066001）

通過(guò)對(duì)位于柳江盆地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的亮甲山礦山開采引起的礦山地質(zhì)環(huán)境破壞進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)存在崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，水土流失劇烈，自然景觀破壞嚴(yán)重，影響了自然保護(hù)區(qū)建設(shè)和當(dāng)?shù)芈糜?、科研教學(xué)的發(fā)展，須進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，方案采取工程措施和生物措施相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合治理，以消除礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患，恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)地貌景觀。

地質(zhì)災(zāi)害；礦山地質(zhì)環(huán)境；治理恢復(fù)；柳江盆地

柳江盆地位于秦皇島市北23km，屬河北省撫寧縣石門寨鎮(zhèn)管轄。本區(qū)北、東、西三面為陡峻的高山，海拔都在500m以上；中部和南部為低山丘陵，海拔都在200～300m，地形在總體上為一盆地。盆地內(nèi)最高峰為老君頂，海拔493.7m。大石河自北向南流過(guò)盆地在山海關(guān)以南入海。區(qū)內(nèi)有高等公路和地方鐵路與秦皇島市區(qū)相通，交通較為方便。柳江盆地是中國(guó)地學(xué)研究發(fā)祥地之一，該區(qū)為地學(xué)的研究提供了場(chǎng)所，是不可多得的地學(xué)研究基地。由于礦山地處地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)，而亮甲山山體又是寒武系亮甲山組地層的標(biāo)準(zhǔn)剖面，是寶貴的地質(zhì)遺跡，是不可再生的地質(zhì)資源。因此，對(duì)位于柳江盆地內(nèi)的亮甲山采石場(chǎng)實(shí)施礦山環(huán)境恢復(fù)治理，有利于保護(hù)地質(zhì)遺跡，為后人留下寶貴的地質(zhì)資源，具有很大的科研價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境概況

1.1 礦山概況

亮甲山礦山為石灰?guī)r礦，經(jīng)多年開采，目前已形成山體北部、東部?jī)蓚€(gè)采區(qū)三個(gè)巖面，開采面積已經(jīng)覆蓋亮甲山體的北部和東部，山體僅存西南部部分，剩余面積不足山體總面積的1/3。自國(guó)家設(shè)立柳江盆地地質(zhì)遺跡自然保護(hù)區(qū)以后，該礦停止開采，采礦時(shí)期形成的巖面及廢石渣堆未做任何處理，存在極其嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害隱患，自然生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

1.2 礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

通過(guò)對(duì)該礦山實(shí)地調(diào)查，該區(qū)主要存在以下地質(zhì)災(zāi)害隱患：

1.2.1 采礦巖面崩塌、滑落

采礦形成的巖面，改變了原來(lái)地貌特征，巖面坡度陡峻，一般70°～90°，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖石節(jié)理發(fā)育，巖石穩(wěn)定性極差，自然因素（遇有暴雨、山洪、地震等自然災(zāi)害）或強(qiáng)震動(dòng)（如公路載重汽車行駛等）可能引發(fā)崩塌、滑落等礦山地質(zhì)災(zāi)害，極易波及到科研人員、實(shí)習(xí)學(xué)生人身安全。因此，采礦巖面存在重大的礦山地質(zhì)環(huán)境隱患。

圖1、圖2攝于北采區(qū)東巖面，巖面坡度大于80°，巖石多處松動(dòng)，局部已經(jīng)發(fā)生巖石崩塌，且隨時(shí)有崩塌、滑落的災(zāi)害隱患。

圖1 巖石松動(dòng)（北采區(qū)東巖面）

圖2 巖石松動(dòng)（攝于北采區(qū)東巖面）

北采區(qū)東巖面，開采面陡峻松動(dòng)，裂隙、節(jié)理發(fā)育，存在崩塌、滑落的隱患。

1.2.2 采礦廢石堆形成滑坡及泥石流

礦山開采形成的廢石堆無(wú)規(guī)律地堆放在礦山周圍及采區(qū)之內(nèi)，這些廢石堆未經(jīng)過(guò)任何安全防護(hù)整理，大部分邊坡坡角較陡，一般大于45°，最大可達(dá)70°以上，廢石堆處于極不穩(wěn)定狀態(tài)，使礦山周邊地質(zhì)環(huán)境變得極其脆弱。在強(qiáng)降雨等自然環(huán)境條件的作用下，不穩(wěn)定的廢山堆極易引發(fā)滑坡及泥石流地質(zhì)災(zāi)害，造成水土流失。

采石場(chǎng)西部為該采石場(chǎng)第一廢石堆臺(tái)階，位于采石面外7～8m處，邊坡角大于50°～60°，為不穩(wěn)定邊坡，見(jiàn)圖3。北采區(qū)西為采石場(chǎng)第二廢石堆臺(tái)階，位于第一道臺(tái)階北50m，廢石堆邊坡角大于70°，極不穩(wěn)定，局部地段已經(jīng)發(fā)生坍塌，須進(jìn)行防滑處理。

圖3 廢石堆不穩(wěn)定邊坡

1.2.3 采石場(chǎng)嚴(yán)重破壞了自然生態(tài)環(huán)境

采石場(chǎng)經(jīng)多年開采，原有的地貌已被破壞，地表植被損失殆盡，僅生長(zhǎng)少量植被，基巖裸露，廢石渣無(wú)規(guī)律地堆放，對(duì)山體的自然景觀破壞極大，使自然生態(tài)環(huán)境極度惡化（見(jiàn)圖4），與地質(zhì)遺跡自然保護(hù)區(qū)極不相稱。

圖4 自然生態(tài)環(huán)境惡化

2 礦山地質(zhì)環(huán)境治理總體思路

2.1 恢復(fù)治理工作指導(dǎo)思想

以科學(xué)發(fā)展觀為指針，科學(xué)有序地推進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源全面可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程，堅(jiān)持以人為本的原則，重在地質(zhì)遺跡保護(hù)。在此基礎(chǔ)上，遵循以地質(zhì)遺跡保護(hù)為主、保護(hù)與開發(fā)相結(jié)合的精神，本著尊重實(shí)際、量力而行的原則，既要遵循經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行的法則，又要高度重視礦山恢復(fù)治理的長(zhǎng)遠(yuǎn)社會(huì)、環(huán)境綜合效益，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)遺跡保護(hù)與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)改善同步協(xié)調(diào)發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)遺跡保護(hù)與資源環(huán)境和諧發(fā)展，人與自然和諧共存的目標(biāo)。

2.2 治理原則

（1）貫徹執(zhí)行《地質(zhì)災(zāi)害管理辦法》、《環(huán)境保護(hù)法》、《水土保持法》、《水土保持法實(shí)施方案》、《礦山資源法》、《河北省礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理工程技術(shù)要求》等有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)；

（2）在保護(hù)亮甲山組標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)剖面的基礎(chǔ)上，實(shí)施對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)治理工作；

（3）地質(zhì)遺跡是不可再生的地質(zhì)資源，治理工作遵循保護(hù)地質(zhì)遺跡為重點(diǎn)的原則；

（4）尊重客觀實(shí)際，從實(shí)際出發(fā)，堅(jiān)持因地制宜，區(qū)別對(duì)待，注重實(shí)效的具體原則；

（5）以人為本、統(tǒng)觀全局、突出重點(diǎn)、先急后緩、先易后難、以點(diǎn)帶面、及時(shí)總結(jié)、與時(shí)俱進(jìn)的工作原則；

（6）采取恢復(fù)治理與遺跡保護(hù)相結(jié)合，綠色設(shè)計(jì)與綠色施工，保護(hù)和美化環(huán)境相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程方案

3.1 宕面浮石清理

露天采礦形成的巖面改變了原來(lái)的地貌特征，巖面坡度陡峻，一般70°～90°，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖石節(jié)理發(fā)育，巖石穩(wěn)定性極差，只能人工清理巖面的浮石，將表面松動(dòng)及破碎嚴(yán)重的浮石人工清理下來(lái)，防止浮石滾落傷人?？傆?jì)清理浮石區(qū)面積為32162m2，體積為8040m3。

3.2 4號(hào)廢渣堆治理

4號(hào)廢渣堆為以前施工過(guò)程產(chǎn)生的廢料堆放地，廢渣堆放比較整齊，但是堆放高度較高，為防止4號(hào)廢渣堆治理產(chǎn)生滑坡，擬在廢渣堆滑坡前緣修筑漿砌石塊擋土墻，擋土墻總長(zhǎng)度174m，設(shè)計(jì)擋土墻頂寬0.6m、底寬1.7m、地上高1.5m，基礎(chǔ)高度0.7m，設(shè)計(jì)擋土墻筑漿砌石塊368.72m3?；蹖?.7m、深0.7m，設(shè)計(jì)挖堅(jiān)石方量174.12m3。

3.3 其余廢渣堆的治理

長(zhǎng)期采礦形成的大量廢渣由于外運(yùn)成本太高，而且也不容易找到合適的堆放場(chǎng)地，所以采取填洼補(bǔ)平就地處理的方法。局部地段，將散落各處的廢渣集中在一起統(tǒng)一堆放，將2號(hào)廢渣堆用0.8m高的擋墻圍起，再在周邊種上植物，起到了美化綠化環(huán)境的目的。

需要整理的廢渣面積為46269m2，體積為14302m3，將其中較大一處廢渣堆放區(qū)用0.8m高擋墻圍起，需要漿砌毛石22519m3。在靠近擋墻的內(nèi)側(cè)種上普通的耐旱刺槐，間距2m，需121棵。每棵樹需換土0.4m3，采用袋裝客土方法，共計(jì)需換土48.4m3。

3.4 修建停車場(chǎng)

為給參觀旅游及科研考察的人們提供方便，在治理范圍內(nèi)較平坦場(chǎng)地修建停車場(chǎng)。停車場(chǎng)面積1000m2，采用水泥方磚鋪砌，四周用0.5m高漿砌毛石擋墻圍起。需鋪砌方磚1200m2，漿砌毛石5020m3。

3.5 修建水泥路

在停車場(chǎng)與石門寨村的公路之間修建一段水泥路，以方便車輛及游人的出行。該路依地形而建，長(zhǎng)194.4m，寬4m，開槽0.2m，鋪設(shè)0.1m厚的級(jí)配砂墊層，砼厚0.15m厚，強(qiáng)度為C25。需級(jí)配砂77.76m3，砼116.64m3。

3.6 鋪砌水泥方磚路

在2號(hào)廢渣堆的擋墻外側(cè)鋪砌水泥方磚路，連接停車場(chǎng)及外面公路。路寬3m，兩側(cè)設(shè)路肩石。需級(jí)配砂65.79m3，鋪砌水泥方磚1315.8m2，漿砌毛石111.92m3。

3.7 上山臺(tái)階

在適合觀察亮甲山標(biāo)準(zhǔn)剖面的位置，設(shè)置兩處上山臺(tái)階。臺(tái)階采用漿砌毛石結(jié)構(gòu)，寬1.5m，兩側(cè)用鐵欄桿圍起，需漿砌毛石235.5m3，鐵管200m。

4 治理工程效益

亮甲山礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理具有重要的意義，主要體現(xiàn)在科學(xué)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值兩個(gè)方面。

4.1 科學(xué)價(jià)值

亮甲山位于柳江盆地地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)的中心地帶。柳江盆地是各種地質(zhì)現(xiàn)象薈萃之地，是華北地臺(tái)區(qū)一個(gè)具有典型代表性的窗口，在國(guó)內(nèi)馳名，國(guó)外也頗有影響。亮甲山作為其重要的組成部分也倍受地學(xué)界專家、學(xué)者關(guān)注，自1919年劉季辰、葉良輔以亮甲山命名創(chuàng)建了亮甲山組以來(lái)，眾多的地學(xué)界專家、學(xué)者來(lái)此進(jìn)行研究、教學(xué)。特別是自20世紀(jì)70年代以來(lái)，全國(guó)有60多所高、中等院校在此建立了基礎(chǔ)地學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，培養(yǎng)了大批優(yōu)秀的地學(xué)人才。亮甲山礦山環(huán)境恢復(fù)治理是在保護(hù)中治理，為未來(lái)地學(xué)研究提供良好的地質(zhì)遺跡，具有極高的科學(xué)價(jià)值。

4.2 社會(huì)價(jià)值

亮甲山地質(zhì)遺跡為柳江盆地地質(zhì)遺跡的重要組成部分，柳江盆地地質(zhì)遺跡的社會(huì)價(jià)值早已得到世人公認(rèn)，且正在發(fā)揮其社會(huì)效益，其中教學(xué)實(shí)習(xí)基地每年為國(guó)家和社會(huì)接納數(shù)以千計(jì)的學(xué)生完成教學(xué)實(shí)習(xí)任務(wù)，曾在此基地接受教育的學(xué)子遍布世界各地，已成為專家、學(xué)者、教授的名人難以估計(jì)，因此，社會(huì)價(jià)值無(wú)法估計(jì)，具有國(guó)際意義。亮甲山礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，有利于提高人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，使自然資源保護(hù)成為人們的自覺(jué)行動(dòng)；有利于形成科普基地，促進(jìn)綜合性科研工作的開展，開辟新的資源領(lǐng)域。該項(xiàng)目的實(shí)施，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)采取工程措施和生物措施的綜合方案對(duì)亮甲山礦區(qū)進(jìn)行治理，不僅能基本消除礦區(qū)崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，減少水土流失，有效保護(hù)地質(zhì)遺跡，而且能提高礦區(qū)土地利用率，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地資源可持續(xù)利用，使退化的自然生態(tài)環(huán)境和地貌景觀逐步恢復(fù)，推動(dòng)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)、科研教學(xué)和生態(tài)旅游發(fā)展，為該區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理起到良好的示范作用，意義重大。

[1]河北省地礦局秦皇島礦產(chǎn)水文工程地質(zhì)大隊(duì).柳江盆地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)亮甲山礦山環(huán)境恢復(fù)治理工程方案設(shè)計(jì)[R].2006.

[2]張梁，張業(yè)成，羅元華，等.地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估理論與實(shí)踐[M].北京：地質(zhì)出版社，1998．

[3]陳劍平.環(huán)境地質(zhì)與工程[M].北京：地質(zhì)出版社，2003．

[4]朱雅蘭.黃荊山14號(hào)5塘口礦山地質(zhì)環(huán)境治理和對(duì)策[J].資源環(huán)境與工程，2007，21（5）:567-568.

[5]張進(jìn)德，田磊.礦業(yè)城市礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理對(duì)策研究[J].城市地質(zhì)，2010，5（3）:28-31.

The Study on Integrated Renovation Project of Liangjiashan mining Geo-environment in Liujiang Basin

Liu Yajun，Hao Wenhui，Zhang Xian，Gong Changqing
（Qinhuangdao Team of mineral and Hydrogeology and Engineering Geology，Hebei Bureau of Geo-exploration，Qinhuangdao Hebei 066001）

Through the investigations of damages and waste rock heap of Liangjiashanmine which locates in Liujiang Basin National Nature Reserve,it was found that themine collapses,slides,debris flow and other geo-hazards,as well as severe soil erosion and damaged natural landscape have affected the construction of nature reserves,local tourism,development of scientific researches and teaching.To renovate themining geo-environment,engineering measures and biological measures are taken as a kind of comprehensive management in order to eliminate geological hazards risks,restoremine ecological landscape.

geological hazard；mining geo-environment；integrated renovation；Liujiang Basin

X144

A

1008-813（2011）03-0023-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.03.007

2011-04-06

劉亞軍（1965—），男，河南濮陽(yáng)人，畢業(yè)于河北地質(zhì)職工大學(xué)水文工程地質(zhì)專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)災(zāi)害勘查與治理工作。